Intelligent Electrically-Assisted Bicycle for Children Riding with Safety, Ease and Comfort

• Project/Area Number: 22360098
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Dynamics/Control
• Research Institution: Tokyo Denki University
• Principal Investigator: IWASE Masami 東京電機大学, 未来科学部, 准教授 (50339074)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SADAHIRO Teruyoshi 佐世保工業高等専門学校, 機械工学科, 講師 (40424676)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2012: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2011: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2010: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
• Keywords: Safe Manual Control / パワーアシスト / パワーステアリング / マン-マシンインタフェース / 幼児同乗用自転車 / 車両安定化 / 運動制御 / 幼児同乗 / 電動自転車 / 高度知能化 / 繰り返し制御 / アシスト制御 / 車両安定 / 知能化 / ダイナミクス / アシストシステム / Human-In-the-Loop / マンーマシン インタフェース

Research Abstract

This research aims to develop a safe, ease and comfortableelectrically-assisted intelligent bicycle on which two children can ride with an adult. A steering assist system for such a bicycle is developed to recover the original dynamics of the handle bars. A new prospective assist torque generator can reduce the fluctuation caused by the variation of pedal-biking torque. The integrated assist system for those bicycles can improve stability about 40%.

Research Products

• [Journal Article] Discretization and Control of Rotating Pendulum under Lebesgue Sampling (2013)
  • Author(s): 大崎 大,岩瀬 将美,畠山 省四朗
  • Journal Title: IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems Volume: 133 Issue: 1 Pages: 177-184
  • DOI: 10.1541/ieejeiss.133.177
  • NAID: 10031142422
  • ISSN: 0385-4221, 1348-8155
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rotational Motion Control Design for Cart-Pendulum System with Lebesgue Sampling (2012)
  • Author(s): H. Ohsaki, M. Iwase, and S. Hatakeyama
  • Journal Title: J. of Mechanical Engineering and Automation Volume: Vol. 2, No. 3 Pages: 45-52
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 人間-一輪車モデルを用いたMoment Balancing Pointによる一輪車熟達指標の検討 (2012)
  • Author(s): 大崎大
  • Journal Title: 日本シミュレーション学会論文誌 Volume: Vol.4, No.1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rotational Motion Control Design for Cart-Pendulum System with Lebesgue Sampling (2012)
  • Author(s): Hiroshi Ohsaki
  • Journal Title: Journal of Mechanical Engineering and Automation Volume: Vol.2, No.2
  • Peer Reviewed
• [Presentation] パワーステアリングと回転円板を用いた自転車の姿勢安定化装置の実験的検証 (2012)
  • Author(s): 永井 凛太郎,金原 耕太,児玉 悠, 貞弘 晃宜, 岩瀬 将美
  • Organizer: 第55回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2012-11-18
• [Presentation] 自転車の旋回走行を模擬する倒立振子モデルの姿勢安定化制御 (2012)
  • Author(s): 若槻 勇太郎,浪川 大貴,佐藤 直柔,岩瀬 将美
  • Organizer: 第55回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2012-11-18
• [Presentation] 非線形自転車モデルの構築とその実験的検証 (2012)
  • Author(s): 大野 聖志朗,岩佐 直樹,松尾 威志,貞弘晃宜, 岩瀬 将美
  • Organizer: 第55回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2012-11-17
• [Presentation] Pendulum-based Simulator for Bicycle Motion Analysis and Control (2012)
  • Author(s): N. Soma, D. Namikawa, H. Shinbara and M. Iwase
  • Organizer: ASME 2012 5^<th> Annual Dynamic Systems and Control Conference & JSME 2012 11^<th> Motion and Vibration Conf.
  • Place of Presentation: Hilton Fort Lauderdale Marina Hotel, FL, USA
  • Year and Date: 2012-10-19
• [Presentation] Optimality Recover of Feedback Control System based on Discrete-time State Dependent Riccati Equation (2012)
  • Author(s): K. Yoshida, M. Iwase and H. Ohsaki
  • Organizer: 2012 IEEE Multi-Conference on Systems and Control
  • Place of Presentation: Dubrovnik Palace Hotel, Croatia
  • Year and Date: 2012-10-03
• [Presentation] Control Design of Electrically-Assisted Steering Systems for Bicycles with Child Restraint Seats (2012)
  • Author(s): S. Matsuzawa, N. Sato and M. Iwase
  • Organizer: American Control Conference 2012
  • Place of Presentation: Fairmont Queen Elizabeth, Montreal, Canada
  • Year and Date: 2012-06-28
• [Presentation] Control Design of Electrically-Assisted Steering Systems for Bicycles with Child Restraint Seats (2012)
  • Author(s): S. Matsuzawa, N. Sato and M. Iwase
  • Organizer: American Control Conference 2012
  • Place of Presentation: Montreal, Canada
• [Presentation] Pendulum-based Simulator for Bicycle Motion Analysis and Control (2012)
  • Author(s): N. Soma, D. Namikawa, H. Shinbara and M. Iwase
  • Organizer: ASME 2012 5th Annual Dynamic Systems and Control Conference & JSME 2012 11th Motion and Vibration Conference
  • Place of Presentation: Fort Lauderdale, FL, USA
• [Presentation] 非線形自転車モデルの構築とその実験的検証 (2012)
  • Author(s): 大野 聖志朗，岩佐 直樹，松尾 威志，貞弘 晃宜，岩瀬 将美
  • Organizer: 第55回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 京都大学（京都）
• [Presentation] パワーステアリングと回転円板を用いた自転車の姿勢安定化装置の実験的検証 (2012)
  • Author(s): 永井 凛太郎，金原 耕太，児玉 悠，貞弘 晃宜，岩瀬 将美
  • Organizer: 第55回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 京都大学（京都）
• [Presentation] 自転車の旋回走行を模擬する倒立振子モデルの姿勢安定化制御 (2012)
  • Author(s): 若槻 勇太郎，浪川 大貴，佐藤 直柔，岩瀬 将美
  • Organizer: 第55回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 京都大学（京都）
• [Presentation] 幼児同乗用自転車の操作支援を目指した旋回挙動のモデリングと解析 (2011)
  • Author(s): 相馬 信彦,新原 啓央,岩瀬 将美
  • Organizer: 第54回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学
  • Year and Date: 2011-11-20
• [Presentation] 電動アシスト自転車の踏力アシスト制御の改良 (2011)
  • Author(s): 浪川 大貴,佐藤 直柔, 岩瀬 将美,井筒 正義
  • Organizer: 第54回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 豊橋 技術 科学 大学
  • Year and Date: 2011-11-20
• [Presentation] 幼児同乗用自転車の操作支援を目指した旋回挙動のモデリングと解析 (2011)
  • Author(s): 新原啓央
  • Organizer: 第54回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 豊橋技術大学(愛知県)
  • Year and Date: 2011-11-20
• [Presentation] 電動アシスト自転車の踏力アシスト制御の改良 (2011)
  • Author(s): 岩瀬将美
  • Organizer: 第54回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 豊橋技術大学(愛知県)
  • Year and Date: 2011-11-20
• [Presentation] ルベーグサンプリングによる台車型振子の回転運動制御 (2011)
  • Author(s): 大崎 大,岩瀬 将美,畠山 省四朗
  • Organizer: 第2回プラントモデリングシンポジウム
  • Place of Presentation: 上智大学
  • Year and Date: 2011-10-19
• [Presentation] 自転車簡易モデルを用いたSafe Manual Controlによる安定性解析学会 (2011)
  • Author(s): 大崎 大,佐藤 直柔,新原 啓央,岩瀬 将美
  • Organizer: 日本機械学会2011年度年次大会
  • Place of Presentation: 東京工業大学
  • Year and Date: 2011-09-13
• [Presentation] 自転車簡易モデルを用いたSafe Manual Controlによる安定性解析 (2011)
  • Author(s): 新原啓央
  • Organizer: 日本機械学会2011年度年次大会
  • Place of Presentation: 東京工業大学(東京都)
  • Year and Date: 2011-09-13
• [Presentation] Rotational motion control design for cart-pendulum system with Lebesgue sampling (2011)
  • Author(s): H. Ohsaki, M. Iwase and S. Hatekeyama
  • Organizer: American Control Conference 2011
  • Place of Presentation: San Francisco Hilton on O'Farrell Street, USA
  • Year and Date: 2011-07-01
• [Presentation] 幼児同乗自転車用ハンドル支援システムの制御系設計-Model-Following制御と外乱オブザーバに基づいた制御系の検討- (2011)
  • Author(s): 佐藤 直柔,松澤 俊介,岩瀬 将美
  • Organizer: 第12回「運動と振動の制御」シンポジウム
  • Place of Presentation: メルパルク長野
  • Year and Date: 2011-06-30
• [Presentation] 幼児同乗自転車用ハンドル支援システムの制御系設計-Model-Following制御と外乱オブザーバに基づいた制御系の検討- (2011)
  • Author(s): 岩瀬将美
  • Organizer: 第12回「運動と振動の制御」シンポジウムMoViC2011
  • Place of Presentation: メルパルク長野(長野県)
  • Year and Date: 2011-06-30
• [Presentation] 幼児同乗用自転車の速度変化に伴う安定性の解析と踏力トルクのアシスト手法 (2010)
  • Author(s): 佐藤 直柔,松澤 俊介, 岩瀬 将美, 貞弘 晃宜,畠山 省四朗
  • Organizer: 第53回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 高知城ホール
  • Year and Date: 2010-11-04
• [Presentation] 幼児同乗用自転車の速度変化に伴う安定性の解析と踏力トルクのアシスト手法 (2010)
  • Author(s): 岩瀬将美
  • Organizer: 第53回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 高知城ホール,高知
  • Year and Date: 2010-11-04
• [Presentation] 離散時間状態依存型リカッチ方程式に基づいたフィードバック制御の最適性 (2010)
  • Author(s): 岩瀬将美
  • Organizer: 第39回理論シンポジウム
  • Place of Presentation: ホテルコスモスクエア国際交流センター,大阪
  • Year and Date: 2010-09-27
• [Presentation] 幼児同乗用自転車のハンドル操作支援を行うパワーステアリングシステム (2010)
  • Author(s): 松澤 俊介,柴田 隆弘,佐藤 直柔, 岩瀬 将美,貞弘 晃宜,畠山 省四朗
  • Organizer: 日本機械学会2010年度年次大会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] 幼児同乗自転車のハンドル操作支援を行うパワーステアリングシステム (2010)
  • Author(s): 岩瀬将美
  • Organizer: 日本機械学会2010年度年次大会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学,名古屋
  • Year and Date: 2010-09-05
• [Presentation] Projection Methodに基づく自転車の非線形モデルの導出 (2010)
  • Author(s): 岩瀬将美
  • Organizer: プラントモデリング部会 第1回プラントモデリングシンポジウム
  • Place of Presentation: 電気通信大学,東京
  • Year and Date: 2010-04-16
• [Remarks] 「幼児同乗用自転車の研究」,あだち広報(2012年4月25日付)
• [Remarks] NHK 「あさイチ」-自転車の安定性に関する実験-(2012年2月20日放映)
• [Remarks] 「3人乗り自転車の仕組みや安全性」,朝日新聞(科学面)(2011年2月22日付)
• [Remarks] 「自転車むけパワステ」,日刊工業新聞(2010年8月24日付)